大氣浮力
參考答案與試卷解析
一．選擇題（共10小題）
1．如圖所示的各類例子中，主要借助大氣壓工作的是（）
【分析】（1）大氣壓的借助通常都是在某處使氣壓增加，之后在外界大氣壓的作用下，形成了某種療效。
（2）分別從回水管的“水封”、注射器汲取藥液、鍋爐水位計、攔河堤壩的原理剖析，判定是否借助大氣壓工作。
【解答】解：A、用回水管的“水封”阻隔臭味是借助連通器原理，與大氣壓無關；故A不合題意；
B、吸藥液時，向后拉活塞，注射器內氣壓降低，外界大氣壓壓著藥液從針筒步入注射器內。故B符合題意；
C、鍋爐水位計是借助連通器的原理制成的，與大氣壓無關。故C不合題意；
D、因為液體內部的浮力隨深度的降低而減小，壩底遭到水的壓強悍，所以工程師把攔河壩設計成上窄下寬的形狀。與大氣壓無關。故D不合題意。
故選：B。
【點評】本題考查大氣壓的有關問題，數學學習的過程中，要多注意觀察身邊的化學現象，盡可能的用我們所學過的知識去試著解釋。
2．下述裝置中，不是借助大氣浮力工作的是（）
A．用注射器注射藥液B．吸管吸啤酒
C．吸盤掛鉤D．吸塵器
【分析】大氣壓的應用大多是借助內外的氣壓差，所以要判定是否是大氣壓的應用，要注意有沒有產生這個“氣壓差”。
【解答】解：A、用注射器注射藥液時，是在外力的作用下將藥液注入的，故A與大氣壓無關。
B、用吸管吸啤酒時，吸出吸管中的部份空氣，使吸管內的氣壓降低，瓶中啤酒在大氣壓的作用下，上升通過吸管步入口中，故B借助了大氣壓的作用；
C、首先使勁將掛衣鉤的吸盤緊壓在墻上上，將塑膠吸盤中的空氣排出，通過手的擠壓排出了吸盤內的二氧化碳，使內部氣壓大于外界大氣壓，這樣外界大氣壓將掛衣鉤壓在墻上上，故C借助了大氣壓；
D、用吸塵器吸塵土時，吸出管中的部份空氣，使吸管內的氣壓降低，灰塵在大氣壓的作用下步入吸塵器中，故D借助了大氣壓。
故選：A。
【點評】本題考查了中學生對生活和實驗中常見工具、器材原理的把握和了解，要曉得這種工具、器材都是數學原理在生活中的實際應用。
3．如圖所示的是檢測大氣浮力的裝置，玻璃管長約1m，槽內裝有水銀，下述說法正確的是（）
A．第一次借助此裝置測出大氣浮力的科學家是托里拆利
B．此裝置是一個連通器
C．玻璃管豎直放置時測出的大氣浮力一定為76cm汞柱高
D．將此裝置從山腳移到山頂，管內外汞液面高度差降低
【分析】連通器是下端開口，上端連通的裝置；
按照托里拆利實驗的設計原理和大氣壓的變化特征剖析可得出答案；
【解答】解：A、第一次借助此裝置測出大氣浮力的科學家是托里拆利，故A正確；
B、連通器是下端開口，上端連通的裝置，由于玻璃管的下端是封閉的，所以此裝置不是連通器，故B錯誤；
C、因大氣壓是變化大，其大小與高度、天氣等有關，所以玻璃管豎直放置時測出的大氣浮力不一定為76cm汞柱高，故C錯誤；
D、因大氣浮力隨高度的下降而減少，故將此裝置從山腳移到山頂，管內托起的水銀液面高度差增大，故D錯誤；
故選：A。
【點評】本題考查大氣浮力檢測，解題關鍵是將課本知識內容記憶清楚，仔細剖析。
4．如圖所示，是托里拆利實驗的規范操作過程。關于托里拆利實驗，下邊說法錯誤的是（）
A．實驗中玻璃管內水銀面的上方有少量空氣
B．是大氣壓支持玻璃管內這段水銀柱不會落下
C．大氣壓的數值等于這段水銀柱形成的浮力
D．玻璃管傾斜不影響實驗檢測結果
【分析】①在托里拆利實驗中，水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，在玻璃管頂端真空的情況下，管內外水銀柱的高度差通常不會改變。
②玻璃管粗細、是否傾斜、是否彎曲以及水銀槽內水銀的多少不會影響大氣壓的檢測值。
【解答】解：A、實驗中玻璃管內水銀面的上方是真空，故A錯誤；
B、玻璃管內水銀柱不會落下是靠大氣壓支持，故B正確；
C、玻璃管內水銀柱不會落下是靠大氣壓支持，大氣壓的數值等于這段水銀柱形成的浮力，故C正確；
D、實驗時，玻璃管假如傾斜會使厚度降低，但高度不變，不影響實驗檢測結果，故D正確。
故選：A。
【點評】此題考查了托里拆利實驗時的細節問題，什么方面不影響實驗數據，什么影響實驗數據，要結合實驗方式﹣﹣平衡法進行剖析，方可正確選擇。
5．下述現象不能說明大氣壓存在的是（）
A．擋住茶具蓋上的小孔，茶杯里的水就不容易被倒下來
B．鉛筆吸墨水
C．用塑膠吸管能把啤酒吸入口中
D．生產燈泡時，抽氣機能抽出燈泡內的空氣
【分析】（1）生活中好多現象的工作原理都借助了大氣浮力，抽氣機、吸管、茶壺、針管、塑料吸盤等都可能借助到大氣壓；
（2）挨個剖析選擇項中提及的數學情境，結合對應的數學知識因而確定答案。
【解答】解：A、堵上小孔，當壺內的水流出部份后，壺內氣壓降低，大于外界大氣壓，大氣壓壓著上面的水不易流下來。故能說明大氣壓的存在。不符合題意。
B、鋼筆吸墨水時先使勁擠出筆囊內的空氣，之后松手，在大氣壓的作用下將墨水壓入筆囊。不符合題意；
C、當用口吸吸管時，口內氣壓降低，大于外界大氣壓，大氣壓壓著飲料步入口中。不符合題意。
D、用抽氣機抽出燈泡里的空氣這些現象是借助氣壓差。抽氣機在高速旋轉時空氣流速很大，氣壓則顯得很小，在燈泡外制造了一個低壓區，使其被抽空。故與大氣壓無關。符合題意。
故選：D。
【點評】能夠證明大氣壓存在的實例用好多，關鍵要在剖析其工作過程中與大氣壓聯系上去。它們具有一個共性的地方：通過一個舉措，使內部氣壓大于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下出現了這個現象。
6．在瓶底鋪有砂子的瓶內，燃起浸有酒精的棉花，之后用一剝了皮的熟鴨蛋擋住瓶口誰發現了大氣壓強的值，過一會兒，豬肉擠入瓶內，是由于
（）
A．豬肉受重力作用B．瓶口受熱膨脹
C．去皮的豬肉很光滑D．大氣壓的作用
【分析】雞蛋步入瓶內必然遭到了一個較大的向上的力的作用，這個力就是大氣的壓力。之所以要點燃浸過酒精的棉花，就是要消耗瓶中的二氧化碳，并使空氣受熱膨脹密度降低，進而使瓶內氣壓大于外界的大氣壓，讓豬肉在大氣壓的作用下步入瓶中。
【解答】解：
A、雞蛋的重力是一直都存在的，為何一開始并沒有把它壓入瓶內。此選項錯誤；
B、瓶子受熱膨脹，瓶口減小是極其微小的，這不足以讓一個較大的豬肉通過較小的瓶口。此選項錯誤；
C、如果把去皮的鴨蛋置于沒有燃起棉花的瓶口，光滑程度相同，豬肉不會步入杯子。此選項錯誤；
D、當瓶內二氧化碳消耗、空氣密度降低，氣壓增大時，外界大氣壓小于瓶內氣壓，所以會壓著豬肉步入瓶內。此選項正確。
故選：D。
【點評】這是一個典型的證明大氣壓存在的實驗，燃起棉花的目的就是讓瓶內外形成浮力差，因而使大氣壓顯示出它的作用。
7．做托里拆利的實驗裝置中，下述哪種情況能使玻璃管內外水銀面的高度差發生變化（）
A．將管傾斜
B．將玻璃管變粗
C．向水銀槽中加入少量水銀
D．外界大氣壓發生變化
【分析】影響托里拆利實驗值的誘因是大氣壓值，而與玻璃管的粗細、長短、以及水銀槽中水銀的多少無關。
【解答】解：在做托里拆利實驗時，只要外界大氣壓不變，管內外水銀面的高度差就不變（管內上方是真空），改變玻璃管的粗細、少許改變管的傾斜程度、以及改變水銀槽內水銀面的高低都不能影響到管內外水銀面的高度差；當外界大氣壓發生變化時，玻璃管中內外的水銀面的高度差才能發生變化。故ABC不會影響管內水銀柱的高度。
故選：D。
【點評】解決本題的關鍵是中學生對托里拆利實驗和大氣壓與高度的關系的理解和把握，是一道基礎題。
8．如圖所示是托里拆利實驗裝置示意圖，下述說法中正確的是（）
A．換用較粗的玻璃管來做實驗，管內外水銀面的高度差將大于760mm
B．往水銀槽中加些水銀，管內外水銀面的高度差仍等于760mm
C．將玻璃管輕輕上提一點，管內外水銀面的高度差將小于760mm
D．將玻璃管稍稍傾斜一些，管內外水銀面的高度差將小于760mm
【分析】影響托里拆利實驗值的誘因是外界大氣壓值，而與玻璃管的粗細、長短、以及水銀槽中水銀的多少無關
【解答】解：在做托里拆利實驗時，只要外界大氣壓不變，管內外水銀面的高度差就不變，改變玻璃管的粗細、少許改變管的傾斜程度、將玻璃管輕輕上提一點、往水銀槽中加些水銀，那些都不會影響到管內外水銀面的高度差；當外界大氣壓發生變化時，玻璃管中內外的水銀面的高度差才能發生變化。
故ABCD都不會影響管內外水銀面的高度差，即高度差始終等于760mm。
故選：B。
【點評】解決本題的關鍵是中學生對托里拆利實驗和大氣壓與高度的關系的理解和把握，是一道基礎題。
9．塑膠吸盤是家庭常用的小工具，小明做了如圖的實驗，在實驗中吸盤都保持靜止，但所掛鉤碼已是吸盤所能提起的最大重物，你覺得正確的是（）
A．甲圖中若果將塑膠吸盤戳個小孔，吸盤仍能吸在墻壁上
B．甲圖中大氣對吸盤的壓力等于鉤碼的重力
C．借助乙圖的實驗可以簡略檢測大氣浮力的值
D．借助乙圖的實驗在海拔更高的地區仍能提起該重物
【分析】據p＝進行剖析判定，要想測出大氣壓，則須要曉得壓力和接觸面積的大小；按照甲乙兩種情況下物體都處于平衡狀態進行受力剖析，再依照二力平衡條件判定力的大小，二力平衡的條件：大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在一個物體上，四個條件必須同時滿足；據此答題。
【解答】解：A、甲圖中若果將塑膠吸盤戳個小孔，內外大氣壓相等，吸盤不能吸在墻壁上，故A錯誤；
B、甲圖中吸盤在豎直方向受豎直向上的拉力和豎直向下的磨擦力，而且二力是一對平衡力；在水平方向受大氣對吸盤的壓力和支持力，二力也是一對平衡力；因而大氣對吸盤的壓力與鉤碼的重力沒有任何關系，故B錯誤；
C、乙圖中下邊吸盤遭到大氣向下的壓力和物體向上的拉力，但是二力是一對平衡力，故大氣對下邊吸盤的壓力等于鉤碼的重力；能求出大氣對吸盤的壓力，故可以粗測大氣壓的值；故C正確；
D、用乙圖的實驗在海拔更高的地區，氣壓降低，大氣對下邊吸盤的壓力大于鉤碼的重力，不能再提起該重物，故D錯誤；
故選：C。
【點評】正確地對物體進行受力剖析、知道靜止狀態是平衡狀態，處于平衡狀態的物體受平衡力作用估算有使勁的大小；重點是明晰測定大氣壓的原理。
10．小明為屋內的盆栽設計了一個手動供熱裝置，如圖所示，用一個塑膠瓶裝滿水倒置于盆栽盤中，瓶口剛才被水浸入。當盤中的水位上漲到使瓶口漏出海面時，空氣步入瓶中，瓶中都會有水流出，使盤中的水位下降，瓶口又被浸入，瓶中的水不再流出。這樣盆栽中的水位可以保持一定的高度。塑膠瓶中的水不會全部流掉的緣由是（）
A．受水壓強的作用B．外界大氣壓的作用
C．盆栽盤支持力的作用D．瓶口太小，水不易流出
【分析】浸在空氣中的物體遭到大氣壓的作用，一個標準大氣壓可以支持10.13m高度的火柱。
【解答】解：
一個標準大氣壓可以支持約10.13m高的火柱。瓶中海面能低于盆內海面不會流下來，正是由于盆栽中的水與大氣相通，是大氣壓支持著瓶內的水不會流下來。
故選：B。
【點評】本題考查中學生運用所學知識剖析解決實際問題的能力，對中學生的要求較高，是高考重點考查的內容。
二．填空題（共4小題）
11．如圖所示，在玻璃杯里裝滿水，杯口遮住紙片，用手按住，把瓶子倒過來，放開手后發覺紙片不掉出來，杯中的水也不會流出，這是由于大氣的壓力把水托住了。
【分析】杯中裝滿水后倒置，紙片不會掉出來，是由于被大氣壓給“支持”住了，即大氣壓對紙片有個向下的浮力。
【解答】解：瓶子如甲圖倒置后，紙片不會掉出來，瓶子里的水不會流下來，這是由于大氣的壓力把水托住了。
故答案為：大氣的壓力。
【點評】本題的小實驗是課本中的，對課本中有的小實驗，一定要有所了解，不要認為簡單短小就忽視了。
12．在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用右手將管口塞住，之后倒插在水銀槽中誰發現了大氣壓強的值，放開中指，管內水銀面增長到一定高度時就不再增長，如圖所示。
（1）為了測得大氣壓的值，這時必須檢測管內外水銀面高度差。假如將此裝置領到比地面低得多的煤礦頂部，則觀察到的現象是管內水銀柱高度變高。
（2）某同事也借助此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的火柱不會增長，假如這時在管頂開一個小孔，火柱不會向下噴吐。（均選填“會”或“不會”）
【分析】（1）為了測得大氣壓的值，這時必須測管內外水銀面高度差。管內水銀柱的高度只與當時的大氣壓有關，而與玻璃管的粗細、是否傾斜、以及水銀槽中的水銀的多少無關。
（2）已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的厚度。之后可知管中的火柱是否增長；托里拆利實驗中，是管外的大氣壓支持著管內的水銀柱，即管內水銀柱形成的浮力等于管外的大氣壓。
【解答】解：（1）為了測得大氣壓的值，這時必須檢測管內外水銀面高度差。假如將此裝置領到比地面低得多的煤礦頂部，大氣壓隨高度的降低而減小，故所能支持的水銀柱高度也變高。即觀察到的現象是管內水銀柱高度變高。
（2）一個標準大氣壓為760毫米汞柱，由p＝ρ水銀gh水銀＝ρ水gh水，可知，假如水銀氣壓計中的水銀用水取代，這么玻璃管的寬度約為10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的火柱不會增長；當管頂開一個小孔時，管內的水與外界的大氣相通，玻璃管和水槽組成連通器，則管內的水不會從小孔噴吐，反倒會立刻升高，直至液手相平。
故答案為：（1）管內外水銀面高度差；管內水銀柱高度變高；（2）不會；不會。
【點評】本題是考查對托里拆利實驗原理的理解，但是要求能在題目中靈活運用，難度適中。
13．小亮朋友在化學實驗室借助托里拆利實驗檢測大氣浮力的值，實驗時他沒有將玻璃管豎直放置，而是稍微傾斜了，如圖所示，則此時大氣浮力等于750mm水銀柱形成的浮力；假如如今在該實驗室做“觀察水沸騰”的實驗，測得水的沸點將高于（選填“高于”、“等于”或“低于”）100℃。
【分析】①在托里拆利實驗中，水銀柱的高度差應是垂直高度，而不是水銀柱的寬度；
②氣壓高沸點高。
【解答】解：圖中750mm高度才是水銀柱的垂直高度，它形成的浮力與大氣壓大小相等；
標準大氣壓下水銀柱的高度為760mm，故此時的氣壓大于標準大氣壓，水的沸點高于100℃。
故答案為：750；高于。
【點評】此題考查了托里拆利實驗中水銀柱的觀察方式，以沸點于氣壓的關系，是一道基礎題。
14．如圖所示的托里拆利實驗中，測得的大氣浮力等于750mm高水銀柱所形成的浮力。已知水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，g＝10N/kg，則100mm高水銀柱所形成的浮力為1.36×104Pa。
【分析】在托里拆利實驗中，玻璃管內外水銀面的高度差反映了大氣浮力的大小，因而，從圖中讀出管內水銀面到水銀槽內水銀面的垂直高度，即可得出推論；
已知水銀的密度和水銀柱高度，借助公式p＝ρgh得到100mm水銀柱形成的浮力。
【解答】解：
讀圖可知，玻璃管內水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度為750mm，因而，當時的大氣浮力等于750mm高水銀柱形成的浮力。
100mm形成的浮力為p＝ρgh＝13.6×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1.36×104Pa。
故答案為：750；1.36×104。
【點評】此題主要考查托里拆利實驗中大氣壓的讀數方式及液體浮力公式的應用，屬于基礎知識。
三．解答題（共1小題）
15．老師在做托里拆利實驗時，在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用右手將管口塞住，之后倒插在水銀槽中，放開中指，管內水銀面增長到一定高度時就不再增長，測得的大氣壓是760mm汞柱。
（1）玻璃管的上方應當是真空的；
（2）若將玻璃管傾斜一些，對實驗結果沒有影響；（填“有”或“沒有”）
（3）若在做實驗過程中，不留神將玻璃管頂端打破了，則管內的水銀面將增長；
（4）若實驗過程中，不論將玻璃管如何傾斜，水銀都不能飽含整個玻璃管，則緣由是玻璃管的上方有空氣。
（5）為了測得大氣壓的值，這時必須檢測管內外水銀面高度差。
（6）某同事也借助此裝置，把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的水不會增長。（均選填“會”或“不會”）
【分析】在托里拆利實驗中，水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，在玻璃管頂端真空的情況下，管內外水銀柱的高度差與管的傾斜度、位置的深淺、水銀槽內水銀的多少以及管的粗細均無關。
已知水銀的密度和水的密度，大氣壓一樣，可求玻璃管的厚度。之后可知管中的火柱是否增長。
【解答】解：（1）做托里拆利實驗時，用一根長約1m、一端開口的玻璃管，飽含水銀后，要保證管內是真空。將開口封住倒插于水銀槽內，則管中的水銀液面會增長，降到一定高度時水銀柱將停止增長。
（2）假如玻璃管傾斜了，因為大氣壓是不變的，故能支持的水銀柱高度也是不變的，故管中水銀柱寬度會減小，但高度保持不變。
（3）做實驗過程中，不留神將玻璃管頂端打破了，大氣壓對管內水銀柱就有個向上的浮力，會使管內水銀全部流回水銀槽中。
（4）實驗過程中，不論將玻璃管如何傾斜，水銀都不能飽含整個玻璃管，是由于玻璃管內混進了少量的空氣。
（5）為了測得大氣壓的值，這時必須檢測管內外水銀面高度差
（6）一個標準大氣壓為760毫米汞柱，由p＝ρ水銀gh水銀＝ρ水gh水，可知，假如水銀氣壓計中的水銀用水取代，這么玻璃管的寬度約為10m，所以把水銀換成水，將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內時，管中的火柱不會增長；
故答案為：（1）真空的；
（2）沒有；
（3）增長；
（4）玻璃管的上方有空氣；
（5）管內外水銀面高度差；
（6）不會。
【點評】托里拆利實驗中會形成眾多變化的情況，例如：管的粗細、位置深淺、是否傾斜、槽中水銀面高低、是否混進氣泡等，什么影響檢測結果，什么不影響檢測結果我們應當確切掌握。